数字集成电路设计中的第五章流水线技术

引言

It is quite a three-pipe problem.
-- Sir Arthur Conan Doyle

因此，将其分为三个部分来阐述。

尽管指令级并行（ILP）的潜力已被充分挖掘（英特尔已于2004年宣布停止高性能单处理器的研发），流水线技术也已趋于成熟，但对流水线的理解仍是学习和掌握计算机体系结构不可或缺的一环。本节将从三个方面对流水线进行说明。

5.1 什么是流水线

Pipelining is an implementation technique whereby multiple instructions are overlapped in execution; it takes advantage of parallelism that exists among the actions needed to execute an instruction.

流水线是一种通过利用执行指令过程中各操作之间的并行性，实现多条指令同时执行的技术手段。

实际上，流水线本身与计算机并无直接联系。最早提出并应用流水线概念的是福特，当时福特汽车公司的生产效率较低，正是由于他引入了流水线技术，才使得生产效率显著提升。其基本原理是将制造一辆完整汽车的过程划分为多个工序，并依次经过这些工序完成整车的生产。如果曾经在工厂工作过，理解这一概念会变